有业内人士预计，2023年硅基负极将开始放量，而今年已经明显感受到需求跨过平台期。硅基负极是4680电池的直接受益者，放量时间点也紧随这类电池的推广节奏。目前特斯拉自建产线已经小规模量产4680电池，松下、LG等海外厂商逐渐起量，国内厂商也紧随其后展开布局。
产业化脚步临近
硅基负极被看作下一代锂电池负极材料，蛰伏多年后即将迎来爆发。证券时报·e公司记者注意到，当前能够量产硅基负极的厂商数量不多，竞争格局相对集中，部分量产厂商已经开始新一轮扩产，还有数家公司处于中试、送样阶段。
贝特瑞是国内首家批量出货硅基负极的公司。贝特瑞总经理任建国告诉记者，公司目前拥有3000吨硅基负极产能，主要应用在电动工具及动力电池等领域，其中动力电池用量占比约六到七成。
贝特瑞扩产计划也是业内已披露的项目中规模最大的。据公告，贝特瑞近期与深圳光明区达成协议，拟投资50亿元建设年产4万吨硅基负极材料项目，首期1.5万吨将在2023年12月底前建成投产。
多家传统负极材料厂都已经开始布局硅基负极。据各家公司公告，杉杉股份已实现批量供货，主要应用在3C等领域，动力电池方面已经通过主流车企的多轮评测；璞泰来在江西和溧阳均建设有硅基负极中试线，已经通过部分客户认证；翔丰华硅基负极已经具备产业化基本条件。
此领域还吸引来一批跨界厂商，其中包括主营电解液材料的石大胜华。记者在东营厂区实地调研中了解到，石大胜华一期1000吨硅基负极已经进入试生产阶段，预计今年下半年批量出货。此外，公司还规划了2万吨级硅基负极产线，总投资额7.3亿元，预计将于2023年12月份建成投产。
主营有机硅材料的硅宝科技也布局了1万吨/年锂电池用硅碳负极材料，材料已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货。此外，动力电池厂商国轩高科也有5000吨/年硅基负极材料项目正在建设中。
当前负极材料仍以石墨为主流，但近两年硅基负极需求量提升明显。据高工锂电数据，2020年中国硅碳负极出货量仅0.6万吨，占锂电池负极材料总体比例2%。预计2022年硅基负极材料需求量为2.2万吨，2019年至2022年复合增长率达80%。
中金公司在近期研报中明确判断称，2022年有望成为硅基负极产业化元年。预计2025年全球硅基负极需求量有望达到20万吨，其中消费电池渗透率有望达50%，对应约7万吨硅基负极需求；圆柱和方形动力电池中渗透率分别达到35%和20%，对应约13万吨硅基负极需求。
推广应用有待降本
在叩响市场大门之前，硅基负极既需要在性能方面持续优化，更需要不断降本以提升性价比优势。
容量是衡量负极材料性能的关键指标之一，容量越大越有助于提升电池能量密度。传统石墨负极经过数十年发展，比容量已经达到360~365mAh/g，十分接近理论比容量372mAh/g，提升空间有限。而硅基负极理论比容量高达4200mAh/g，这意味着其容量天花板超过石墨负极十倍。
另一方面，硅基负极也存在硅易体积膨胀、导电性差、首次充放电损耗大等问题。因此，材料的性能改善实际上是在能量密度和稳定性之间寻找平衡，现在的硅基负极产品是将硅和石墨掺杂起来复合使用。
目前量产产品的掺硅比例大多在10%以下，并有逐步提升的趋势。真锂研究创始人墨柯告诉记者，最佳掺硅比例需要根据不同领域情况而定，比如松下曾经不断提升硅的比例，大约在七八年前就已经提升到了10%，后来把比例下调了，是为了寻找一个综合效益的平衡点。
具体而言，硅基负极又分硅碳负极、硅氧碳负极等不同类型，硅碳负极首次充放电效率高，但膨胀较大，硅氧碳负极则与之相反。例如石大胜华产品类型为普通型和高首效型硅氧碳负极（SiOx-C）；贝特瑞覆盖两个品种，量产产品中硅碳负极比容量在650~1500mAh/g之间，硅氧碳负极则能达到1600mAh/g。
由于硅基负极产业化仍处初期阶段，优先落地量产的厂家能够享受到溢价效应。记者了解到，目前硅基负极市场价在20万~30万元/吨，相比5万元/吨的中端人造石墨价格高出4~6倍，毛利率达50%。
不过，现有价格下硅基负极缺乏性价比优势，这可能影响其在主流车型上的应用。按照中金研报的测算，高镍811软包电池使用450mAh/g的硅碳负极，全电池能量密度可以自280Wh/kg提升至295Wh/kg，提升幅度约5%，不及负极成本提升幅度。
市面上已经有少数车型开始应用硅基负极材料。特斯拉Model3等车型在负极中掺入少量的硅。近期广汽埃安AIONLXPlus车型上市，千里版搭载了海绵硅负极片电池技术，能实现1000公里续航。
“这款海绵硅负极片电池采用三元正极，搭配氧化亚硅负极材料，克容量和掺硅比例都高于市面上现有车型的水平。一般而言，硅基负极最适合在圆柱电池上使用，但我们率先实现了将其应用在方形电池上，因为我们在电池材料体系上做了提升，并且整包设计上导入了弹匣电池的设计思路。”广汽埃安技术中心高级经理李进告诉证券时报·e公司记者。
不过，整体来看，当前应用硅基负极的电池掺硅比例较低，还未完全发挥出硅基负极的优势。有熟悉负极材料的人士对证券时报·e公司记者表示，硅基负极短期内难以给厂商带来直观的营利贡献，复合掺杂的方案下增量空间也比较有限，还需要等待工艺技术的突破。
“相比于消费领域，动力电池企业对成本更加敏感，最近又需要面对各种原材料的涨价压力，硅基负极目前的价格可能难以接受，但等将来技术成熟后，会有更多公司参与竞争，价格相应会有所下降。”一位锂电行业分析师告诉证券时报·e公司记者。
在高毛利下，材料厂商实质上也有相当的空间向下游让利。石大胜华在可行性报告中测算，硅基负极成品销售价格预计为7.3万元/吨，这与市场上高端人造石墨的价格已经相近。任建国也认为，最终硅基负极性价比能够达到与高端人造石墨相一致的水准。
“硅基负极具备可观的降本空间，因为人造石墨生产能耗比较高，且石墨化环节成本占50%，而硅基负极可以避免这道工序。”李进表示。
值得一提的是，硅基负极的应用还将伴随一批配套材料的成熟。为了克服膨胀，改善导电性、首次充放电效率等性能，采用硅基负极的电池需要配合以导电剂、粘结剂、补锂剂等产品。部分厂商规划了配套产品的项目，石大胜华近期公告称，将投资9.35亿元建设2万吨/年正极补锂剂项目；投资3.18亿元建设1万吨/年新型导电剂项目。硅宝科技也在硅基负极项目中同时规划了4万吨/年专用粘合剂生产基地。
